Elementos de Máquinas aula_1

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Disciplina: Elementos de Máquinas
Aula 1
Prof. Dr.(ando) Edilson A Rodrigues
Projeto de elementos de máquina
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Projeto de máquinas
 Máquina: conjunto de partes inter-relacionadas que modifica a força ou o movimento. Ao 
converter uma forma de energia em outra, as máquinas criam movimento e desenvolvem forças
 Função do engenheiro (para cada uma das peças que compõem uma máquina): 
 Definir e calcular esses movimentos
 Prever o modo e as condições de falha de cada elemento e, então, projetá-lo para prevenir tal 
falha
 Forças e mudanças de energia de modo a determinar as dimensões
 As formas e os materiais necessários 
ESSA É A ESSÊNCIA DO PROJETO DE MÁQUINAS
Projeto de elementos de máquinas
PROJETO DE MÁQUINAS
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PROJETO DE MÁQUINAS
 Objetivo final do projeto de máquinas: é dimensionar e dar formas 
às peças (elementos de máquinas) e escolher os materiais e os 
processos de manufatura apropriados, de modo que a máquina 
resultante possa desempenhar a função desejada sem falhar.
Projeto de elementos de máquinas
PROJETO DE MÁQUINAS
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Elementos de fixação
 Elementos de fixação: são elementos, que na mecânica, são utilizados 
para a união de duas ou mais partes.
 Os elementos de fixação mais utilizados na mecânica:
 Rebites
 Pinos
 Cavilhas
 Parafusos
 Porcas
 Arruelas
 Chavetas e etc.
Projeto de elementos de máquinas
ELEMENTOS DE FIXAÇÃO
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Elementos de fixação
 A união de peças feita pelos elementos de fixação pode ser de dois 
tipos: móvel ou permanente
 Móvel: No tipo de união móvel, os elementos de fixação podem ser 
colocados ou retirados do conjunto sem causar qualquer dano às peças que 
foram unidas.
Projeto de elementos de máquinas
ELEMENTOS DE FIXAÇÃO
Por exemplo: em conjuntos que 
precisam ser desmontados 
constantemente para 
manutenção.
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UNIÃO PERMANENTE:
 União permanente: os elementos de fixação, uma vez instalados, não 
podem ser retirados sem que fiquem inutilizados. É o caso, por exemplo, 
de uniões
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ELEMENTOS DE FIXAÇÃO
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Elementos de fixação móvel ou permanente - CUIDADOS NO 
PROJETO:
 Geralmente são os componentes mais frágeis da máquina
 Por este motivo se faz necessário:
 Escolher adequadamente o tipo de material e o elemento de fixação 
correto, para evitar concentração de tensão nas peças fixadas. Essas 
tensões causam rupturas nas peças por fadiga do material
 A união de peças robustas com elementos fracos e mal planejados pode 
levar a falhas e inutilizar o projeto. Com isso, haverá desperdício de tempo, 
materiais e de recursos financeiros
FADIGA: fadiga do material significa a queda de resistência ou enfraquecimento do material 
devido a tensões e constantes esforços repetitivos
Projeto de elementos de máquinas
ELEMENTOS DE FIXAÇÃO
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Projeto de elementos de máquinas
Gráfico tensão x deformação
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• O rebite é formado por um corpo cilíndrico e uma cabeça. É fabricado em 
aço, alumínio,cobre ou latão. É usado para fixação permanente de duas ou 
mais peças
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ELEMENTOS DE FIXAÇÃO
O rebite é formado por um corpo 
cilíndrico e uma cabeça. É fabricado 
em aço, alumínio, cobre ou latão. É 
usado para fixação permanente de 
duas ou mais peças. 
Rebite de cabeça redonda
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Pino
O pino une peças articuladas. Nesse tipo de união, uma das peças 
pode se movimentar por rotação
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Cavilha
A cavilha une peças que não são articuladas entre si.
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ELEMENTOS DE FIXAÇÃO
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Cupilha
A cupilha é uma haste ou arame com forma semelhante à de um meio-
cilindro, dobrado de modo a fazer uma cabeça circular e tem duas pernas 
desiguais. Introduz-se a cupilha num furo na extremidade de um pino ou 
parafuso com porca castelo. As pernas da cupilha são viradas para trás e, 
assim, impedem a saída do pino ou da porca durante vibrações das peças 
fixadas.
Projeto de elementos de máquinas
ELEMENTOS DE FIXAÇÃO
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Projeto de elementos de máquinas
ELEMENTOS DE FIXAÇÃO
O parafuso é uma peça formada por um 
corpo cilíndrico roscado e uma cabeça, 
apresentando diversas formas finais
Porca: a porca tem a 
forma de um prisma, de 
cilindro, etc.. Apresenta 
um furo roscado, por 
onde a porca é 
rosqueada ao parafuso
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PERFIS DE ROSCAS
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ELEMENTOS DE FIXAÇÃO
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Projeto de elementos de máquinas
ELEMENTOS DE FIXAÇÃO
A arruela é um disco metálico 
com um furo no centro. O corpo 
do parafuso passa por esse 
furo.
O anel elástico é usado para 
impedir deslocamento de eixos. 
Serve, também, para posicionar 
ou limitar o movimento de uma 
peça que desliza sobre um eixo
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CHAVETAS
As chavetas são classificadas como elementos de fixação e, como elementos de 
transmissão. 
Projeto de elementos de máquinas
ELEMENTOS DE FIXAÇÃO
A chaveta tem corpo em 
forma prismática ou 
cilíndrica que pode ter 
faces paralelas ou 
inclinadas, em função da 
grandeza do esforço e do 
tipo de movimento que 
deve transmitir
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Uniões permanentes
Fixação do corpo da panela com o cabo:
Solda ou rebite?
A solda é um bom meio de fixação mas, por causa do calor, ela causa alterações na 
superfície da panela e das barras. O elemento mais indicado, portanto, é o rebite.
Projetos de elementos de máquinas
ELEMENTOS DE FIXAÇÃO
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A fixação das pontas da lona de fricção do disco de embreagem de 
automóvel é feita por rebites.
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ELEMENTOS DE FIXAÇÃO
Exemplo de aplicação
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 Rebites
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ELEMENTOS DE FIXAÇÃO
Exemplo de aplicação: fixação 
de terminais de cintas e lonas
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Projeto de elementos de máquinas
ELEMENTOS DE FIXAÇÃO - REBITES
O quadro mostra 
a classificação 
dos rebites em 
função do formato 
da cabeça e de 
seu emprego em 
geral.
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Projeto de elementos de máquinas
ELEMENTOS DE FIXAÇÃO - REBITES
A fabricação de rebites é 
padronizada, ou seja, 
segue normas técnicas 
que indicam medidas da 
cabeça, do corpo e do 
comprimento útil dos 
rebites. No quadro, 
apresenta-se as 
proporções padronizadas 
para os rebites. Os valores 
que aparecem nas 
ilustrações são constantes, 
ou seja, nunca mudam.
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REBITES
Projeto de elementos de máquinas
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Rebites:
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Projeto de elementos de máquinas
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Resolução exercício 2:
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Projeto de elementos de máquinas
ELEMENTOS DE FIXAÇÃO
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Pinos e cavilhas: Os pinos e cavilhas têm a finalidade de alinhar ou fixar os 
elementos de máquinas, permitindo uniões mecânicas
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Cupilha: Cupilha é um arame de secção semi-circular, dobrado de modo a 
formar um corpo cilíndrico e uma cabeça.
Projeto de elementos de máquinas
ELEMENTOS DE FIXAÇÃO
Sua função 
principal é a de 
travar outros 
elementos de 
máquinas como 
porcas.
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Resolução exercício 2:
Projeto de elementos de máquinas
ELEMENTOS DE FIXAÇÃO
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O tipo de acionamento está relacionado com o tipo de cabeça do parafuso. 
Por exemplo, um parafuso de cabeça sextavada é acionado por chave de 
boca ou de estria.Projeto de elementos de máquinas
ELEMENTOS DE FIXAÇÃO
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Tipos de parafusos:
Projeto de elementos de máquinas
ELEMENTOS DE FIXAÇÃO
O corpo do parafuso pode ser 
cilíndrico ou cônico, totalmente 
roscado ou parcialmente roscado. 
A cabeça pode apresentar vários 
formatos; porém, há parafusos 
sem cabeça.
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Parafusos passantes:
Esses parafusos atravessam as peças a serem unidas, passando livremente 
nos furos. Dependendo do serviço, esses parafusos, além das porcas, 
utilizam arruelas e contraporcas como acessórios. Os parafusos passantes 
apresentam-se com cabeça ou sem cabeça.
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Parafusos não-passantes: São parafusos que não utilizam 
porcas. 
 O papel da porca é desempenhado pelo furo roscado, feito numa das 
peças a ser unida.
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ELEMENTOS DE FIXAÇÃO
Nesta peça: o 
furo é chamado 
de furo cego.
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Parafusos de pressão:
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ELEMENTOS DE FIXAÇÃO
 Esses parafusos são 
fixados por meio de 
pressão. 
 A pressão é exercida 
pelas pontas dos 
parafusos contra a 
peça a ser fixada. 
 Os parafusos de 
pressão podem 
apresentar cabeça ou 
não.
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Parafusos prisioneiro:
São parafusos sem cabeça com rosca em ambas as extremidades. 
Recomendados para montagens e desmontagens freqüentes.
As roscas dos parafusos prisioneiros podem ter passos diferentes ou 
sentidos opostos, isto é, um horário e o outro anti-horário.
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Tipos de parafusos:
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Resolução exercício 2:
Projeto de elementos de máquinas
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Projeto de elementos de máquinas
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Parafuso de cabeça 
sextavada
 As medidas das 
partes dos 
parafusos são 
proporcionais ao 
diâmetro do seu 
corpo.
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Parafuso de cabeça sextavada:
 Em geral, esse tipo de parafuso é utilizado em uniões em que se necessita de um 
forte aperto da chave de boca ou estria.
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Resolução exercício 2:
Projeto de elementos de máquinas
ELEMENTOS DE FIXAÇÃO - PORCA
A porca está sempre ligada a um parafuso. 
A parte externa tem vários formatos para 
atender a diversos tipos de aplicação.
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Arruelas: evitam o afrouxamento do parafuso com o passar do tempo
Projeto de elementos de máquinas
ELEMENTOS DE FIXAÇÃO
As arruelas têm a função de 
distribuir igualmente a força 
de aperto entre a porca, o 
parafuso e as partes 
montadas. Em algumas 
situações, também 
funcionam como elementos 
de trava. Os materiais mais 
utilizados na fabricação das 
arruelas são aço-carbono,
cobre e latão.
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Projeto de elementos de máquinas
ELEMENTOS DE FIXAÇÃO
Além de distribuir igualmente o aperto, a arruela 
lisa tem, também, a função de melhorar os 
aspectos do conjunto.
Por não ter elemento de trava, é utilizada em 
órgãos de máquinas que sofrem pequenas 
vibrações
A arruela de pressão é utilizada na 
montagem de conjuntos 
mecânicos, submetidos a grandes 
esforços e grandes vibrações. 
Funciona, também, como elemento 
de trava, evitando o afrouxamento 
do parafuso e da porca. É, ainda, 
muito empregada em 
equipamentos que sofrem
variação de temperatura 
(automóveis, prensas etc.).
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Arruela de travamento com orelha:
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ELEMENTOS DE FIXAÇÃO
Utiliza-se esta arruela dobrando-se a orelha sobre um canto vivo da peça. Em
seguida, dobra-se uma aba da orelha envolvendo um dos lados chanfrado do
conjunto porca/parafuso.
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Anel elástico:
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O anel elástico é um elemento usado em eixos ou furos, tendo como 
principais funções:
Evitar deslocamento axial de peças ou componentes
Posicionar ou limitar o curso de uma peça ou conjunto deslizante sobre
o eixo
Projeto de elementos de máquinas
ELEMENTOS DE FIXAÇÃO
Deslocamento axial é o 
movimento no sentido 
longitudinal do eixo
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CHAVETA:
É um elemento mecânico, geralmente fabricado em aço. Sua forma, em 
geral, é retangular ou semicircular. A chaveta se interpõe numa cavidade de 
um eixo e de uma peça.
Projeto de elementos de máquinas
ELEMENTOS DE FIXAÇÃO
A chaveta tem por 
finalidade ligar 
dois elementos 
mecânicos.
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Exemplo de aplicação de chaveta:
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Chavetas de cunha:
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Chavetas paralelas:
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Chavetas paralelas:
Projeto de elementos de máquinas
ELEMENTOS DE FIXAÇÃO
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Chavetas:
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ELEMENTOS DE FIXAÇÃO
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Elementos de apoio: consistem em acessórios auxiliares para o 
funcionamento das máquinas
Exemplos: buchas, guias, rolamentos e mancais
Projeto de elementos de máquinas
ELEMENTOS DE APOIO
Os mancais de 
deslizamento são 
constituídos de uma bucha 
fixada num suporte. São 
usados em máquinas 
pesadas ou em 
equipamentos de baixa 
rotação.
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Rolamento:
Projeto de elementos de máquinas
ELEMENTOS DE APOIO
Os mancais de rolamento 
dispõem de elementos 
rolantes: esferas, roletes e 
agulhas.
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Mancais de deslizamento:
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ELEMENTOS DE APOIO
De acordo com 
as forças que 
suportam, os 
mancais podem 
ser radiais, 
axiais ou mistos.
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Exemplo de aplicação de buchas:
Projeto de elementos de máquinas
ELEMENTOS DE APOIO
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Guias:
Projeto de elementos de máquina
ELEMENTOS DE APOIO
A guia é um elemento 
de máquina que 
mantém, com certo 
rigor, a trajetória de 
determinadas peças
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Mancais de rolamento:
Projeto de elementos de máquina
ELEMENTOS DE APOIO
Quando necessitar 
de mancal com 
maior velocidade e 
menos atrito, o 
mancal de 
rolamento é o mais 
adequado.
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Molas: são usadas, principalmente, nos casos de armazenamento de 
energia, amortecimento de choques, distribuição de cargas, limitação de 
vazão, preservação de junções ou contatos
Projeto de elementos de máquinas
ELEMENTOS ELÁSTICOS
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Resolução exercício 2:
Projeto de elementos de máquina
ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO
Elementos de máquina para 
transmissão:
correia, correntes, engrenagens, 
rodas de atrito, roscas, cabos 
de aço.
Com esses elementos são 
montados sistemas de 
transmissão que transferem
potência e movimento a um 
outro sistema.
Figura - polia condutora transmite energia e movimento à polia
conduzida.
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Correias: São elementos de máquinas que transmitem movimento 
de rotação entre eixos por intermédio das polias
Projeto de elementos de máquinas
ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO
As correias podem ser 
contínuas ou com emendas. As 
polias são cilíndricas, 
fabricadas em diversos 
materiais. Podem ser fixadas 
aos eixos por meio de pressão, 
de chaveta ou de parafuso.
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Correntes: São elementos de transmissão, geralmente metálicos, 
constituídos de uma série de anéis ou elos. Existem vários tipos de corrente 
e cada tipo tem uma aplicação específica.
Projeto de elementos de máquinas
ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO
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Engrenagens: são conhecidas como rodas dentadas. As engrenagens são 
elementos de máquina usados na transmissão entre eixos. 
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ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO
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Projeto de elementos de máquinas
EIXO ÁRVORE
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Eixo maciço:
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ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO
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Polias: As polias são peças cilíndricas, movimentadas pelarotação do eixo 
do motor e pelas correias
Projeto de elementos de máquinas
ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO
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• Polias: Uma polia é constituída de uma coroa ou face, na qual se enrola 
a correia. A face é ligada a um cubo de roda mediante disco ou braços.
Projeto de elementos de máquinas
ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO
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Exemplo de polia:
metrologia aplicada
ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO
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Correntes: As correntes transmitem força e movimento que fazem com 
que a rotação do eixo ocorra nos sentidos horário e anti-horário.
Projeto de elementos de máquinas
ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO
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Projeto de elementos de máquinas
ELEMENTOS DE TRANSMISSÃO
Cabos são elementos de 
transmissão que 
suportam cargas (força 
de tração), deslocando-
as nas posições 
horizontal, vertical ou 
inclinada.
Os cabos são muito 
empregados em 
equipamentos de 
transporte e na
elevação de cargas, 
como em elevadores, 
escavadeiras, pontes 
rolantes.